Serbest elektron lazeri
Serbest elektron lazeri veya FEL, çok parlak bir ışık demeti üreten bir lazerdir. Temelde süper bir el feneridir. Yüksek güce ulaşabilen tutarlı elektromanyetik radyasyondan oluşan bir ışın yaymak gibi geleneksel lazerlerle aynı optik özellikleri paylaşır. FEL, ışını oluşturmak için geleneksel bir lazerin çalışma prensiplerinden çok farklı çalışma prensipleri kullanmıştır. Elektronların atomlara bağlıyken uyarıldığı diyot lazerler gibi gaz, sıvı veya katı hal lazerlerinin aksine, FEL'ler manyetik bir yapı içinde serbestçe hareket eden, dolayısıyla serbest elektron terimiyle ifade edilen, ışıma ortamı olarak göreceli bir elektron ışını kullanır. Serbest elektron lazeri, herhangi bir lazer türünün en geniş frekans aralığına sahiptir ve şu anda mikrodalgalardan terahertz radyasyonuna ve kızılötesine, görünür spektruma, ultraviyole ve X-ışınlarına kadar değişen dalga boyunda geniş ölçüde ayarlanabilir.
Serbest elektron lazerleri John Madey tarafından 1976 yılında Stanford Üniversitesi'nde icat edilmiştir. Çalışma, 1953 yılında Stanford'da ilk undülatörü yapan Hans Motz ve meslektaşları tarafından serbest elektron lazerinin kalbinde yer alan wiggler manyetik konfigürasyonunu kullanarak yapılan araştırmalara dayanmaktadır. Madey, bir sinyali yükseltmek için 24 MeV'lik bir elektron ışını ve 5 m uzunluğunda bir wiggler kullanmıştır. Kısa süre sonra, hızlandırıcıları olan diğer laboratuvarlar da bu tür lazerler geliştirmeye başladı.
Serbest elektron lazerleri çalışırken çok fazla elektrik kullanır. Bilim insanları, bu lazerlerin çalışması için gereken enerjiyi azaltmak amacıyla, lazeri harekete geçiren yüksek enerjili elektron ışınını geri dönüştürmek için bir enerji geri kazanımlı doğrusal hızlandırıcı kullanmaktadır.
FOM'da (Nieuwegein) serbest elektron lazeri FELIX
Sorular ve Yanıtlar
S: Serbest elektron lazeri nedir?
C: Serbest elektron lazeri veya FEL, çok parlak bir ışık demeti üreten bir lazerdir. Yüksek güce ulaşabilen tutarlı elektromanyetik radyasyondan oluşan bir ışın yaymak gibi geleneksel lazerlerle aynı optik özellikleri paylaşır. Elektronların atomlara bağlıyken uyarıldığı diyot lazerler gibi gaz, sıvı veya katı hal lazerlerinin aksine, FEL'ler manyetik bir yapı içinde serbestçe hareket eden lasing ortamı olarak relativistik bir elektron ışını kullanır.
S: Serbest elektron lazeri hangi frekans aralığını kapsar?
C: Serbest elektron lazeri tüm lazer türleri arasında en geniş frekans aralığına sahiptir ve geniş ölçüde ayarlanabilir. Şu anda dalga boyu mikrodalgalardan terahertz radyasyonuna ve kızılötesine, görünür spektruma, ultraviyole ve X-ışınlarına kadar uzanmaktadır.
S: Serbest elektron lazerini kim icat etti?
C: Serbest elektron lazerleri 1976 yılında Stanford Üniversitesi'nde John Madey tarafından icat edilmiştir.
S: FEL'lerle yapılan ilk deneylerde sinyalleri yükseltmek için ne kullanıldı?
C: FEL'lerle yapılan ilk deneylerde John Madey sinyalleri yükseltmek için 24 MeV elektron ışını ve 5 m uzunluğunda bir wiggler kullanmıştır.
S: FEL'e dönüşecek olan şeyin daha önceki bir versiyonunu kim geliştirdi?
C: Hans Motz ve çalışma arkadaşları 1953 yılında Stanford'da serbest elektron lazerinin kalbinde yer alan wiggler manyetik konfigürasyonunu kullanarak FEL'e dönüşecek olanın daha önceki bir versiyonunu geliştirdiler.
S: FEL'ler çalışırken ne kadar elektrik kullanır?
C: Serbest elektron lazerleri çalışırken çok fazla elektrik kullanır.
S: Bilim insanları çalışma için gereken enerjiyi nasıl azaltabilir?
C: Çalışma için gereken enerjiyi azaltmak için bilim insanları, lazeri etkinleştiren yüksek enerjili elektron ışınını geri dönüştürmek için bir enerji geri kazanımlı doğrusal hızlandırıcı kullanır.
